微电子专业介绍及发展前瞻_风闻

来源：内容来自公众号芯启示，谢谢。

跟两位同学聊天。

一位说，好多学生家长，报志愿或职业规划时，都问我微电子的情况。能不能给一个指导，包括微电子专业的介绍，排名，就业等。

另一位说，主意挺香的，也蛮make sense，就是。。。

别卖关子了，有啥，直说！这位同学催促说。

就是啊，只要排名的东西，主观性就很强，容易有偏差，这一部分很容易招骂啊，费力不讨好。

他俩说的都挺有道理的。你看，有的学校不都已经不公布学生期末考试的成绩排名了，这东西确实是少数人欢喜，多数人来骂。不过呢，从发展的眼光看，不能因为可能有争议就停止前进的脚步，那是因噎废食啊。

世界几大著名机构的大学或专业的排名，虽然也经常被诟病，但还是能给人参考的一面。东西出来了，只要有人为因素，就带有主观性，择其善者而吸取即可。

于是，就有了这篇介绍微电子专业的不成熟的小文章。

不过呢，排名确实敏感，此文中就先删除那一部分啦，虽然它是耗时耗力最多的部分。感兴趣可以私聊。

概述

微电子本科招生专业为微电子科学与工程（集成电路分工艺、设计、器件三个方向）。

微电子科学与工程是在物理学、电子学、材料学、计算机学、光学、化学等多个学科和超净、超纯、超精细加工技术基础上发展起来的一门新兴学科。以集成电路设计、制造与应用为代表，是现代发展最迅速的高科技应用型学科之一。主要研究新型电子器件及大规模集成电路的设计、制造，计算机辅助集成电路分析，各种电子器件的基础理论、新型结构、制造工艺和测试技术，以及新型集成器件的开发。

微电子科学与工程是近代科学的基石。近年来，物联网、大数据和云计算飞速发展，人工智能也高歌前进，给人一种未来已来的既视感，看起来丰满诱人。要面对的现实是，以上应用的共同点，对超高算力或超大存储的需求极高。在下一代革命性技术，量子或光电子计算等来临之前，微电子仍然是运算的基石。小米、百度、阿里、亚马逊和脸书等争相设立芯片研发部门，台积电、三星和英特尔你追我赶推进最小纳米尺寸进程，半导体集成电路等相关学科归并成为一级学科，国家集成电路产业投资基金的设立等，无不凸显微电子重要的经济价值和战略意义。

微电子科学与工程专业主要学习集成电路设计、微处理器体系结构以及集成电路制造工作相关内容。通俗的讲，就是从事芯片设计和制造以及系统设计。电脑、手机、摄像机、电视、汽车、玩具、卫星、飞机等几乎所有的设备中，最核心的信息处理部分，就是我们俗称的“芯片”，是信息产业的基石，是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。

微电子专业，主要有三大方向：工艺、器件和设计，很多高校陆续开设，特色方向也略有不同。

微电子工艺侧重芯片生产过程，包括氧化、淀积、金属化、光刻、离子注入、刻蚀、化学机械平坦化等内容。

器件侧重芯片中电阻、电容、晶体管和电感等，每一种器件都包括很多类型，比如晶体管就有零阈值、低阈值、高阈值及功率型晶体管等。

微电子设计非常广泛，包含了射频、模拟、数字等方向，而模拟又包含电源、ADC、PLL等等。

主要的就业方向是报考微电子学、固体电子学、通信、计算机科学等学科的研究生，到集成电路制造厂家、集成电路设计中心以及通信和计算机等信息科学技术领域从事开发和研究工作。

学习内容分析

微电子学是新兴的高科技学科，国际间合作非常的密切，对英语的要求较高。其次它与计算机学、通信学、自动化学深度交叉，加速电力航天机械等发展，为互联网人工智能等提供强大助力，具有完整的高精尖设计生产体系，堪称皇冠上的明珠。近几年无论学术界还是工业界，都在软硬件结合上深挖人工智能的潜力，并成效显著。对个人能力要求高，回报高。体现在高中具体科目上，就是数学物理和英语。

下面简要介绍本科阶段学习的课程，并注明个人认为重要的课程以及原因。以便于本科或研新的同学重点向这些课程倾斜。希望不要绕诸多的弯路。鉴于本科毕业也还不到五年，难免有偏颇不足之处，望多多包涵。

**专业基础课程。**英语、高等数学、工程制图、大学化学、线性代数、概率统计、复变函数与积分变换、大学物理；

这一部分是工科基础性课程。既然是基础课，好多的东西，开始学感觉根本没啥用，而且还挺烦，动不动推公式画图等。

但你去问毕业深造或者工作的师兄，多数会告诉你好好学习这些基础课。就好比张无忌的九阳神功，一开始感觉不知道做什么，但确是诸多上乘功夫的心法基础。对于未来打算从事设计的同学，理论和实际上都很重要。

英语重要性自不用说。高等数学、线性代数、概率统计、复变函数与积分变换、大学物理这几门，在未来工作中会反复用到。其中，高数的微积分、线性代数中的矩阵变换、概率统计中的各种分布、复变函数与积分变换中的Fourier和Laplace变换等等，在后续的工作科研中应用频率极高。

**专业课程。**专业基础课程：电路、程序设计基础、基本电路理论、电磁场、信号与系统、模拟电子与技术、数学物理方程、自动控制原理、量子力学与统计物理、数字信号处理等；

专业主干课程：微电子制造技术、半导体物理、半导体器件、数字逻辑电路、计算机组成、半导体数字集成电路设计、半导体模拟集成电路设计、通信原理等；

实践课程：数字集成电路课程设计、模拟集成电路课程设计、集成电路工艺技术课程设计、金工实习、电工实习、科技创新、生产实习、毕业设计等。

这一部分呢，就是专业课程了。对于以后从事本行业来说，个人认为以下几门课很关键。

电路囊括了分析电路的基本方法论，叠加定理、Kirchhoff laws、Thevenin’s theorem和Norton’s theorem、信号有效值等应用很多。

程序设计基础开启编程的大门，无论后续学习其它何种语言，在学习第一门语言的时候掌握基本的原则很重要，赋值、循环语句、嵌套等会极其常用。

信号与系统，个人认为是非常非常重要的一门专业课。线性时不变系统，传输函数，Fourier、Laplace和Z变换，采样定理，根轨迹，Nyquist稳定性判据等，应用极为广泛。

数字信号处理中离散时间信号分析、Z变换、LTI系统、DFT、IIR和FIR滤波器等很常用。

半导体物理和半导体器件是从事半导体行业的基础，数字逻辑电路是数字设计的基础。

半导体模拟集成电路中的MOS器件模型与小信号分析、单端和差分放大器及其频率特性、电流镜、噪声、反馈、稳定性、非线性与不匹配、开关电容电路等，在电路设计中会频繁接触到。

实践课程中数字集成电路设计和模拟集成电路课程设计等会涉及设计的具体流程。

行业分析

《电子工程专辑》“中国电子工程师薪酬调查”显示：集成电路行业薪资高居电子行业榜首，领先通信系统和设备行业、航空、航海和军工电子行业等。根据中国集成电路行业协会统计资料显示，集成电路是未来最有前景的IT产业，但中国的集成电路产业人才奇缺，远远不能满足产业发展需求。

比如2018年的微电子行业数据显示，业界估计需要人才一百二三十万，而现有七八十万，缺口仍比较大。微电子科学与工程专业近年来竞争力很大，是经久不衰的报考热门。

今年的贸易战，虽然中美都很受伤，但长期看，无疑利好中国的IC行业，并且从今年IC行业薪资上涨中就可以看出来。

微电子学近年来的发展，使计算机能力成倍数地增加，硬件成本大幅度降低，从而极大地推动了工业以及信息产业的发展。还有如激光器的研究应用、传感器的研究等的当代热点研究领域，都是微电子的范畴或者与之紧密相关。微电子技术的发展，是现代工业的基础。

微电子专业就企业而言，有华为海思、英特尔（Intel）、亚德诺（ADI）、万国商业（IBM）、中芯国际（SMIC）、台积电（TSMC）、英飞凌（Infineon）、德州仪器（TI）、三星、中兴等国际知名微电子公司。平均薪资在各专业中名列前茅。

微电子科学与工程具有门槛高和重经验的特点。本科毕业生去向是报考微电子学、固体电子学、通信、计算机科学等学科的研究生，进入华为、中兴或德州仪器等企业担任技术支持工程师（TSE）、现场应用工程师（FAE）或版图工程师，或者到集成电路制造厂家、集成电路设计中心以及通信和计算机等信息科学技术领域从事技术支持或应用工作。而硕士生和博士生一般在高校、研究所、企业从事开发或者研究工作。

主要在电子技术、计算机软件、新能源等行业工作，大致如下：电子技术/半导体/集成电路、 计算机、新能源、法律、专业服务(咨询、人力资源、财会)。

主要从事专利代理人、版图设计工程师、电子工程师等工作，大致如下：专利代理人、版图设计工程师、电子工程师、数字电路设计工程师、硬件工程师。

上海、深圳、北京等一线城市汇聚了大部分优秀的微电子企业。比如上海张江就拥有全国百分之三四十的微电子优秀企业。这些城市就业机会比较多，人才技术密集，薪酬高。微电子行业企业数量的城市排名大致如下：上海、深圳、北京、成都、广州、西安、苏州、南京、重庆、无锡。

职业发展分析

微电子科学与工程是专业性很强的学科，高门槛是它一个鲜明的特点。这也决定了有志于从事微电子学科的学生，要做好深耕的准备。在积累的过程中，要显著增强寻找方法、分析问题、解决问题的能力。“与码农不同的是，只要积累足够多经验，就拥有了非常稀缺的能力，区分度高，具有持久的竞争力”，一个工作多年的学长这样说道。它主要可分以下六大就业方向：

**芯片设计。**在华为、德州仪器、亚德诺、中兴、大疆、比特大陆等企业从事设计工作。

进入国际一流企业，从事芯片设计的工作，是好多微电子毕业生的首要选择。在此类大企业可以得到全面而细致的培训，学习系统的设计流程，同时薪酬不菲。比如今年的复旦大学研究生毕业生，最高能拿到年薪40多万。

芯片设计是高难度的工作，所以一般需要研究生或者博士学历。同时芯片设计一次设计生产的成本高昂，可以达到上千万。而最先进的7nm，一次流片需要上亿美金。生产一款芯片的周期也比较长，短的也需要半年。上述经济和时间成本直接决定了设计的重要性。尽可能把故障率降到最低是很有必要的。

正因为高昂的成本，决定了经验丰富的从业者会得到更为丰厚的回报。一般刚入职的新生会负责某一具体模块，逐渐学习并负责大模块或项目，升任项目经理，薪酬回报会很高。芯片设计人员一般要加班，尤其在芯片要交付生产的时候。但与码农不同的是，一般一年里可能集中加班一两次，就是赶流片的时候。

门槛：很高，需要研究生及以上学历或者丰富的经验。

**芯片代工厂。**在台积电、三星、中芯国际、英特尔等代工厂进行生产相关工作。

芯片设计类似于设计高楼的图纸，而真正要得到芯片实物，需要交由专业的代工厂生产出来。

苹果、华为手机在开发布会的时候，通常会重点介绍芯片部分应用的工艺，比如10纳米，7纳米等。这里说的就是芯片中部件的最小尺寸。最小尺寸越小，芯片体积就越小，消耗的电量越少，手机待机时间就会更长。

台积电、三星等代工厂就是将芯片设计厂商设计的芯片生产出来。在代工厂部分，存在大量的晶圆设计、掩膜版等环节，都需要微电子相关专业的毕业生。

此类毕业生负责芯片生产的一部分。逐步掌握芯片生产的流程。在以后或者统筹规划整个过程，或者作为桥梁的作用，担负设计和生产的中间商。或者为版图工程师，将设计人员的电路转化为芯片版图。

门槛：一般，大学毕业生即可。

**电子设计自动化。**在铿腾（Cadence）、明导（Mentor）、新思科技（synopsys）从事电子设计自动化的电路软件开发工作。

电子设计自动化，是指专门提供设计芯片的软件公司。此类公司既需要员工能进行软件编程能力，也需要对芯片有深刻的理解并建模。需求量不高，但对学历和个人能力要求较高。一般为国外一流企业较多，国内的企业近年来发展迅猛。

门槛：高，需要编程和电路建模能力，报酬丰厚。

**研究所。**在中电十所、中电二十八所、中电十三所（河北半导体研究所）、中电五十四等各种所进行研发工作。

研究所为国家的重点单位，经常担任国家航天、军工等重要项目。对学历和学校看重。研究所对芯片的可靠性和性能要求高，需要扎实的芯片设计功底。

待遇：年薪比不上私企。但由于它的稳定性和相对少的加班，也非常具有吸引力。

门槛：不同类型的研究所要求不同。有的研究所只要第一档的毕业生。有的只要博士毕业生。一般只招应届生。

**技术支持与应用。**在德州仪器、亚诺德、华为等从事销售、技术支持和应用工作。

销售是企业非常重要的一项。从事芯片行业的销售，一般需要具有微电子专业的学历背景。由于专业性比较强，所以销售人员负责联系特定的厂家即可。缺点是需要经常出差。但一般会积累很高的行业人脉和系统知识，晋升方向为区域性经理及以上。

技术支持和应用工程师类似于“售后”工作者，在销售人员售出产品后，技术应用工程师负责后续的产品使用和维护工作。优缺点跟销售大致相同。不同的是技术应用工程师可以转销售，反之则不行。芯片设计工程师可以向销售和技术应用转岗，反之不可。

 门槛：销售一般本科学历即可，而技术应用工程师需要研究生学历。毕业院校越好，一般起薪越高。

**高等院校微电子专业教师。**高校是有志于做学术的同学的首选，这显而易见就不多说了。此类研究型工作必须为博士生。比如2020年ISSCC中国大陆创记录有15篇入选，这也是广大ICer努力的结果。

升学

由于国内外一些优质微电子设计公司对应届生的最低要求为硕士，所以整体来说微电子专业升学相对来其他专业来说竞争更激烈。

一般来说，硕士对于其本科背景要求较高，一般为电子与信息科学相关占大部分。

**国内升学。**微电子行业的一些优质公司基本分布在上海、深圳、北京，故这些地区为保研、考研主战场。其中，竞争最激烈的三个院校为清华、复旦、北大。

**国（境）外升学。**一些学生会选择出国这条道路，去的地方大部分为美国、欧洲、加拿大、韩国、香港澳门台湾（此处为出境）、新加坡。

学校包括但不限于：加州伯克利大学、荷兰代尔夫特理工大学、韩国科学技术院、香港科技大学、比利时鲁汶大学、新加坡国立大学、澳门大学、新竹交通大学、台湾清华大学、德州奥斯汀大学、德克萨斯大学达拉斯分校、帕维亚大学、斯坦福大学、多伦多大学。

近两年来看，国内无论在学术界，如ISSCC等会议或者JSSC期刊发表论文上，还是IC企业中，如麒麟芯片等，都有了质的发展。

中国的IC，正在崛起……

非常感谢李珂、王雅薇、金锴等学弟学妹的帮助。